DE2243380A1 - Dampfkraftanlage mit rauchgasbeheiztem speisewasservorwaermer und wasserbeheiztem luftvorwaermer - Google Patents

Description

• Dampfkraftanlage mit rauchgasbeheiztem Speisewasservorwärmer und wass erbeheiztem Luftvorwärmer In Dampfkraftanlagen werden im allgemeinen Turbinenanzapfdampf zur Speisewasservorwärmung und ein Teil der im Rauchgasstrom enthaltenen Wärmemenge zur Vorwärmung der Verbrennungsluft verwendet.
• Die rauchgasbeheizten Luftvorwärmer besitzen auf Grund der schlechten Wärmeübergangsverhältnisse von Rauchgas zur Verbrennungsluft große Heizflächen und werden daher in vielen Fällen nicht als Röhrenwärmetauscher, sondern als rotierende Luftvorwärmer gebaut. Dort sind die eng gepackten Blechpakete als Speichermasse auf einem Rotor angeordnet, erwärmen sich im Rauchgasstrom und geben anschließend ihre Wärme an die Verbrennungsluft ab. Derartige Luftvdrwärmer besitzen den Vorteil geringerer Anlagekosten und kleineren Platzbedarfes als R6hrenluftvorwärmer. Bei diesen Luftvorwärmern ist es jedoch unvermeidlich, daß Ascheteilchen aus dem Rauchgas- in den Verbrennungsluftstrom gelangen. Als Folge werden im Verbrennungsluftsystem Verschleiß (bei Kohlenstaubfeuerungen) bzw. Korrosionen (bei Ölfeuerungen) verursacht. Außerdem setzt die Verwendung von rauchgasbeheizten Luftvorwärmern stets eine bestimmte räumliche Zuordnung der Luft- und Rauchgaswege voraus, die besonders bei Turmkesseln häufig zu einem aufwendigen Luftkanalsystem führt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Dampfkraftanlage ohne derartige räuchgasbeheizte Luftvorwärrer sicherzustellen, daß große Mengen von Turbinenanzapfdaapf zur direkten oder indirekten Vorwärmung von Speisewasser und Verbrennungsluft verwendet werden, unter gleichzeitiger weitgehender Ausnutzung der im Rauchgasstrom enthaltenen Wärmemenge. Die Erfindung betrifft damit eine Dampfkraftanlage entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Dae Neue besteht erfindungsgemäß in der im Kennzeichen enthaltenen technischen Lehre.
• Die Verwendung eines wasserbeheizten Luftvorwäriers gestattet im Gegensatz zu einem rauchgasbeheizten Luftvorwärmer eine frei zügige Anordnung des Luftvorwärmers ohne Beriioksichtigung der Lage der Rauchgaskanäle und bietet gegenüber einem dampfbeheizten Luftvorwärmer den Vorteil der Verwendung Ton WaBserzu-und -abführungsleitungen kleinen Durchmessers. Außerden kann gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung der Wasser strom durch die wasserbeheizten Luftvorwärmer proportional, zum Verbrennungsluftstrom geregelt bzw. gesteuert werden. Damit ist eine wirtschaftliche Fahrweise gesichert.
• Den wasserbeheizten Luftvorwärmer kann man in zwei Stufen aufteilen und zwar in eine Niederdruckstufe und in eine Mitteldruck- oder Hochdruckstufe. Durch die Niederdrucketufe des wasserbeheizten Luftvorwärmers wird der Bedarf an Turbinenanzapfdampf niederen Druckes erhöht und damit der insgesamt vorhandene Wirkungsgrad der Dampfkraftanlage. Die Anordnung der Mitteldruck- oder Hochdruckstufe des wasserbeheizten Luftvorwärmers zwischen der Speisewasservorpumpe und der Speisewasserhauptpumpe gestattet es, den Bedarf an Turbinenanzapfdampf für die Vorwärmung der Verbrennungsluft weiter zu erhöhen, ohne daß die wasserbeheizten Luftvorwärier für den hohen Förderdruck der Speisewasserhauptpumpe dimensioniert werden müssen.
• Wxr die weitgehende Ausnutzung der im Rauchgas enthaltenen Wärmemenge wird ein bei kombinierten Gasturbinen-DampSturbinenprozessen an sich bekannter rauchgasbeheizter Teilstrom-Speisewasservorwärmer vorgesehen der allerdings zur Verminderung der zur Regenerativvorwärmung des Speisewassers TerRende ten Anzapfdampfmenge der Turbine führt. Andererseits wird der Bedarf an Turbinenanzapfdampf an dieser Stelle erhöht, da in den dampfbeheizten Speisewasservorwärmern auch die erforderliche Wassermenge für den wasserbeheizten Luftvorwärmer erwärmt werden muß.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Ein Generator 1 wird von einer Turbine 2 mit Hochdruck- und Niederdruckteil angetrieben. Der aus dem Niederdruckteil der Turbine ausströmende Dampf wird in einem Kondensator 3 niedergeschlagen und von einer Xondensatpumpe 4 über ein Ventil 5 sowie über dampfbeheizte Niederdruck-Speisewasservorwärmer 6 zu einem Speisewasserbehälter 7 gepumpt. Von da aus gelangt das Speisewasser über eine Speisewasservorpumpe 8 zu einem Dreiwegeventil 9 und fließt über weitere dampfbeheizte Speisewasservorwärmer 10 zum Speisewassereintritt der Speisewasserhauptpumpe 11. Ven-da aus gelangt es im Ausführungsbeispiel über einen Snthitzer 12 für Anzapfdampf in den Kessel 13, wo es verdapft und der entstehende Dampf überhitzt wird. Der überhitzte Dampf gelangt dann vom Kessel 13 in den Hochdruckteil der Turbine 2. Die Verbrennungsluft wird von einem Verdichter 14 angesaugt und gelangt von da aus über einen warmwass erbeheizten Niederdruck-Luftvorwärmer 15, dessen Wasser über eine Warmwasserpumpe 16 aus dem Speisewasserbehälter 7 entnommen-wird und über eine Meßblende 17 sowie ein Regelventil 18 in einen der Speisewasservorwärmer 6 strömt. Dem wasserbeheizten Niederdruck-Luftvorwärmer 15 ist im Gegensatz zu bekannten Dampfkraftanlagen ein weiterer wasserbeheizter Mitteldruck- oder Hochdruck-Luftvorwärmer 19 nachgeschaltet. Die Zuleitung 20 für das Wasser des wasserbeheizten Luftvorwärmers 19 zweigt vor dem Eintritt des Speisewassers in die Speisewasserhauptpumpe 11 vom Speisewasserstrom ab und mündet über eine Meßblende 24 und ein Regelventil 21 in den Speisewasserbehälter 7 ein. Zwischen der Speisewasservorpumpe 8 und der Speisewasserhauptpupe 11 liegt neben dem dampfbeheizten Speisewasservorwärmer 10 ein rauchgasbeheizter Speisewasservorwärmer 22, der an einen Anschluß des Dreiwegeventils 9 speisewasserseitig angeschlossen ist und dessen Wasseraustritt vor dem Eintritt des Speieetaseers in die Speisewasserhauptpumpe 11 in den Speisewasseretroi einitindet. Die Einschaltung des rauchgasbeheizten Speisewasservorwärmers 22, der dampfbeheizten Speisewasservorwärmer 10 und des wasserbeheizten Luftvorwärmers 19 vor der Speisewasserhauptpumpe 11 bringt dabei vor allem die Vorteile, daß die Speisewasservorpumpe 8 gleichzeitig zur Umwälzung des Wassers im wasserbeheizten Luftvorwärmer 19 verwendet wird und daß,sowohl der rauchgasbeheizte Speisewasservorwärmer 22 und der dampfbeheizte Speisewasservorwärmer 10 als auch der wasserbeheizte Luftvorwärmer 19 nicht für den vollen Förderdruck der Speisewasserhauptpumpe ausgelegt sein müssen. Im wasserbeheizten Luftvorwärmer 15, der dem wasserbeheizten Luftvorwärmer 19 luftseitig vorgeschaltet ist, wird eine hohe Luftvorwärmung unter Verwendung des Anzapfdampfes aus dem Niederdruckteil der Turbine 2 erzielt.
• Diese Auslegung hat zur Folge, daß zwar weniger Anzapfdaipf hohen Druckes, jedoch mehr Anzapfdampf niederen Druckes für die Regenerativvorwärmung des Speisewassere verwendet werden kann, was ebenfalls einen entscheidenden Vorteil für den Wirkungsgrad der Dampfkraftanlage bringt. Die Meßblenden 17 und 24 in Verbindung mit einer Meßblende 23, die dem Verdichter 14 nachgeschaltet ist, dienen in Verbindung mit einer nicht dargestellten Regelungseinrichtung dazu, die Regelventile 18 und 21 so ZU verstellen, daß der Wasserdurchsatz in den wasserbeheizten Luftvorwärmern 15 und 19 proportional zum Luftdurchsatz dieser Luftvorwärmer eingestellt wird, um eine besonders wirtschaftliche Betrlebsweise zu erreichen. Dieses Verhältnis kann dann so gewählt werden, daß an Jedem Teil des Luftvorwärmers eine vorgegebene Temperaturd-fferens auch bei Änderungen des Luftdurchsatzes und der Lufttemperatur erhalten bleibt.
• 3 Patentansprüche 1 Pigur

Claims (3)

1. Patent ansprüche W Dampfkraitanlage mit einem rauchgasbeheizten Speie ewass ervorwärmer, der zu dampfbeheizten Speisewasservorwärmern parallel oder in Reihe geschaltet ist, unter Verwendung einer Speisewasservor- und -hauptpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt des Speisewassers in die Speisewasserhauptpumpe (11) die Zuleitung (20) zu einem wasserbeheizten Luftvorwärmer (19) abzweigt, daß die Austrittsleitung des wasserbeheizten Luftvorwärmers (19) in den Speisewasser- oder Kondensatstrom vor der Speisewasservorpumpe (8) mündet, und daß mindestens ein Teil der dampfbeheizten (10) und/oder rauchgasbeheizten (22) Speisewasservorwärmer zwischen die Speisewasservorpumpe (8) und die Zuleitung (20) zum wasserbeheizten Luftvorwärmer (19) in den Speisewasserstrom eingeschaltet ist.
2. 2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem wasserbeheizten Hochdruck- oder Mitteldruck-Luftvorwärmer (19) ein wasserbeheizter Riederdruck-Luitvorwärmer (15) vorgeschaltet ist.
3. 3. DampPkraitanlage nach Anapruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem wasserbeheizten Luftvorwärier (19) und gegebenenfalls dem wasserbeheizten Luftvorwärmer (15) zugeführte Wassermenge proportional zu der durchgesetsten Luftmenge geregelt bzw. gesteuert ist.